Каков КПД чайника, если Вася налил 0,75 литра воды с температурой 28 градусов Цельсия в чайник мощностью 2,0 киловатта

Для расчета КПД (коэффициента полезного действия) чайника, мы должны сначала определить, сколько тепла было затрачено на нагревание и кипячение воды, и затем поделить это значение на общее количество энергии, затраченное на нагревательный элемент чайника.

Шаг 1: Расчет тепла, затраченного на нагревание воды:

Масса воды, M = 0,75 л = 0,75 кг (так как плотность воды равна приблизительно 1 кг/л).

Температура начальная, \(T_i\) = 28 оС.

Температура кипения воды, \(T_f\) = 100 оС.

Удельная теплоемкость воды, c = 4200 кДж/(кг*оC).

Тепло, Q1, затраченное на нагревание воды можно вычислить с помощью следующей формулы:

\[Q1 = M \times c \times (T_f - T_i)\]

Подставим значения:

\[Q1 = 0,75 \times 4200 \times (100 - 28)\]

\[Q1 = 0,75 \times 4200 \times 72\]

Шаг 2: Расчет тепла, затраченного на кипячение воды:

Удельная теплота парообразования воды, L = 2,3 МДж/кг.

Тепло, Q2, затраченное на кипячение воды можно вычислить с помощью следующей формулы:

\[Q2 = M \times L\]

Подставим значения:

\[Q2 = 0,75 \times 2,3\]

Шаг 3: Расчет общего затраченного тепла:

Общее затраченное тепло, Q = Q1 + Q2

Подставим значения:

\[Q = (0,75 \times 4200 \times 72) + (0,75 \times 2,3)\]

Шаг 4: Расчет энергии, затраченной на нагревательный элемент чайника:

Мощность чайника, P = 2,0 кВт = 2000 Вт.

Время, t = 20 мин = 20 * 60 сек = 1200 сек.

Энергия, E, затраченная на нагревательный элемент чайника можно вычислить с помощью следующей формулы:

\[E = P \times t\]

Подставим значения:

\[E = 2000 \times 1200\]

Шаг 5: Расчет КПД чайника:

КПД, η, чайника можно вычислить с помощью следующей формулы:

\[\eta = \frac{Q}{E} \times 100\]

Подставим значения:

\[\eta = \frac{(0,75 \times 4200 \times 72) + (0,75 \times 2,3)}{2000 \times 1200} \times 100\]

Вычислив данное выражение, мы получим значение КПД чайника в процентах.
Округлим результат до целого числа для удобства.

Информация, которая была дана в задаче и позволяет выполнить расчеты, гарантирует, что отношение будет меньше 100%.